大型公共建筑为什么常常采用悬索结构

钢丝绳主要作用

1.传递：能够通过柔性和弹性特性实现力的转向和转移，如绞盘机；

2.承重：韧性强，能够承载很大的载荷，如吊车上的吊缆；

3.定位：对结构进行限制作用，如船舶、海上平台的系泊定位缆绳，及家居晾衣绳。

钢丝绳的应用领域

鉴于它的这些功能，主要应用于工业生产、加工制造、交通运输以及生活居家等各个方面。

按照应用分类

主要有伐木用钢丝绳、吊车用钢丝绳、起重用钢丝绳、化学用钢丝绳、船舶用钢丝绳、车辆用钢丝绳、航空用钢丝绳、家庭用钢丝绳。

在腐蚀环境中，如海洋之中，可以使用不锈钢钢丝绳，包括304或316材质不锈钢，优点是耐腐蚀使用寿命更长，缺点就是不锈钢价格昂贵。也可以使用热镀锌钢丝绳，钢丝表面上锌量越大则耐腐蚀能力越强，镀锌钢丝绳总体耐腐蚀能力不如不锈钢钢丝绳，但镀锌钢丝绳使用成本比较低。

钢丝绳可按形状，层次，状态等方式分类。

形状

1．圆股钢丝绳

2．编织钢丝绳

3．扁钢丝绳

层次

钢丝绳按拧绕的层次可分为单绕绳、双绕绳和三绕绳。

单绕绳

由若干细钢丝围绕一根金属芯拧制而成，挠性差，反复弯曲时易磨损折断，主要用作不运动的拉紧索。

双绕绳

由钢丝拧成股后再由股围绕绳芯拧成绳。常用的绳芯为麻芯，高温作业宜用石棉芯或软钢丝拧成的金属芯。制绳前绳芯浸涂润滑油，可减少钢丝间互相摩擦所引起的损伤。双绕绳挠性较好，制造简便，应用最广。

三绕绳

以双绕绳作股再围绕双绕绳芯拧成绳，挠性好；但制造较复杂，且钢丝太细，容易磨损，故很少应用。钢丝绳的绕制方向有顺绕和交绕两种。钢丝拧成股的绕向与股拧成绳的绕向相同者称顺绕。顺绕钢丝绳的钢丝间接触较好，挠性也较好，使用寿命长，但有扭转松散的趋向，不宜用作自由端悬吊重物的提升绳，可作为有刚性导轨对重物导行时的提升绳或牵引绳。钢丝拧成股的绕向与股拧成绳的绕向相反者称交绕。交绕的钢丝绳不易扭转松散，在起重作业中广泛使用。

a

右交互捻ZS：绳右捻，股左捻股捻的方向与股内钢丝捻的方向相反称交互捻

b 左交互捻SZ：绳左捻，股右捻

c 右同向捻ZZ：绳右捻，股右捻

d 左同向捻：绳左捻，股左捻

e 右混合捻：绳右捻，部分股左捻，部分股右捻

f 左混合捻：绳左捻，部分股右捻，部分股左捻

状态

钢丝绳也可按股中每层钢丝之间的接触状态分为点接触、线接触或面接触3种。

①

点接触的钢丝绳：股中钢丝直径均相同。为使钢丝受力均匀，每层钢丝拧绕后的螺旋角大致相等，但拧距不等，所以内外层钢丝相互交叉，呈点接触状态。

②

线接触的钢丝绳：股中各层钢丝的拧距相等，内外层钢丝互相接触在一条螺旋线上，呈线接触状态。线接触钢丝绳的性能比点接触的有很大改善，所以使用广泛。

③

面接触钢丝绳：面接触绳股的一种，外层用异形钢丝制成，表面光滑，耐磨性好，与相同直径的其他类型钢丝绳相比，抗拉强度较大，并能承受横向压力，但挠性差、工艺较复杂、制造成本高，常用作承载索，如缆索起重机和架空索道上的缆索。

应用 编辑

由于钢丝绳独特性能，迄今为止国内外还未找到一种更理想的产品来全面或在一个领域内替代钢丝绳，因而，钢丝绳在冶金、矿山、石油天然气钻采、机械、化工、航空航天等领域成为必不可少的部件或材料，其质量也被国内多个行业所关注，并投入大量人力、物力进行钢丝绳使用研究和产品开发工作，对钢丝绳的结构选择、日常使用、维护保养、更换报废等各个环节制定了很多规程和细则。

1、《煤矿安全规程》、《起重机械安全管理规程》、《汽车起重机和轮胎起重机安全规程》、《桥式起重机安全技术检验细则》等都对钢丝绳结构选择、日常使用、维护保养、更换报废等方面作出切实可行的规定。

2、煤炭等行业把对钢丝绳的检查纳为日常必要的安全生产检查管理内容。

3、多个研究院所参与了钢丝绳相关项目的研究，取得了可转化为生产力的成果。

4、一批钢丝绳检验和报废实用规范有效实施。GB/T5972-2006《起重机用钢丝绳检验和报废实用规范》替代GB/T5972-1986版本标准，2006年9月1日实施。GB9075-1988《架空索道用钢丝绳检验和报废规范》适用于单线循环式、双线循环式及往复式客运、货运架空索道用钢丝绳，但不适用于临时性货运索道及林业索道用钢丝绳。MT716-2005煤矿重要用途钢丝绳验收技术条件和MT717-1997煤矿重要用途在用钢丝绳生能测定方法及判定规则是煤矿安全、正确合理使用钢丝绳的法规依据。

5、中国工程机械学会港口机械分会注重于钢丝绳的研究，多年来，在钢丝绳国产化，科学合理选择、使用方面作了大量有益的工作。

在高层建筑中，辅助变电站一般分布设计在建筑的不同位置，10kV电缆用于从建筑底部的高压变电站直接向相应楼层的辅助变电站供电。高压电缆的垂直段敷设在竖井桥架内，通常采用一次敷设的方法来尽量减少接头，既降低了成本又节省了工期，但也造成了一系列施工问题：一方面电缆的垂直段和沉重的一次敷设造成了电缆摆动大、容易被自身重量拉断的风险；另一方面竖井桥架的空间相对狭窄，无法设置大吨位、大绳量的绞车，施工人员难以进出。在电缆密集的竖井桥架中，电缆绝缘皮容易被孔洞划伤和损坏。

绞车设置在垂直电缆敷设段的上层，电缆用吊索箍和卡箍固定在钢丝绳上。绞车通过提升钢丝绳来提升缆绳，钢丝绳主要在垂直缆绳提升过程中受力。电缆铺设到位后，依次拆除吊索和卡箍。该方法对竖井桥架空间要求不高，采用小绞车提供牵引力，将电缆分段卡在钢丝绳上，解决了牵引力和电缆自重大于电缆抗拉能力而导致电缆变形或损坏的问题。目前钢丝绳牵引法垂直敷设技术应用广泛，施工组织灵活，牵引设备容易获得，但需要增加主提升钢丝绳，对吊具、抱箍夹具和施工人员的素质要求较高。

阻尼缓冲法垂直敷设利用竖井桥架高势能将电缆从上到下输送,阻尼缓冲器由三个轮子和钢制支架组成，分段设置，确保安全下降速度。阻尼缓冲法简单、成本低、用工少、安全，能有效避免电缆损坏，但对施工人员操作熟练程度要求高，对现场条件和施工组织要求高。塔吊拆除前，用塔吊将电缆桥架吊至上层。通常电缆桥架长时间放在地板上，增加了保护成本，很少使用这种方法。先用塔吊或其他方式将电缆吊至高楼层，利用高势能将电缆自上而下垂直运输敷设，并采用分段式“阻尼缓速器”来约束下放过程中产生的重力加速度，以保证安全快速，电缆绝缘完好。

高层悬索是一种特殊结构的索,在垂直敷设段，电缆配有三根带吊盘的钢丝绳。钢丝绳用扇形塑料包裹，用三个缆芯缠绕。在水平敷设段，没有钢丝绳。悬索是一种新材料，可以替代传统的铠装电力电缆,能承受较大拉力，索体受力均匀。不考虑高层因素，可采用常规方法铺设。铺设安装所需竖井桥架空间小效率高,但悬索采购周期长而且成本相对较高。

1、捻距不同

钢丝绳的捻距一般是直径的5-8倍，钢丝的极限抗拉强度可选用1570 MPa、1670 MPa、1770 MPa、1870 MPa、1960 MPa等级别，钢丝绳的弹性模量不小于1.2×105 MPa。

钢绞线的捻距一般小于直径的14倍，钢丝的极限抗拉强度宜选用1670 MPa、1770 MPa、1860 MPa等级别，钢绞线的弹性模量不小于1.6×105 MPa。

2、可划分种类不同

钢丝绳可分为纤维芯钢丝绳和钢丝芯钢丝绳，空间结构中应选用无油镀锌钢芯钢丝绳。

钢绞线可分为镀锌钢绞线、铝包钢绞线、高强度低松弛预应力钢绞线、不锈钢钢绞线、高钒镀层钢绞线（Galfan索）、密封钢绞线等。

3、特性不同

钢丝绳，捻距小、捻角大，柔软性好、易弯曲；但截面含钢率偏低，钢丝缠绕的重复次数较多，强度及弹性模量均低于其它种类的索。

钢绞线，捻距和捻角，介于钢丝绳和钢丝束之间，因此兼具了两者的优点，强度高、弹性模量大、抗扭转 抗滑移性能好、运输安装方便。近年来，高钒索和密封索，在空间结构领域得到了大量应用。

参考资料来源:百度百科-钢绞线

参考资料来源:百度百科-钢丝绳

钢丝绳索具是以钢丝绳为原料经过加工，主要用于吊装、牵引、拉紧和承载的绳索被称为钢丝绳索具。钢丝绳索具具有强度高、自重轻、工作平稳、不易骤然整根折断等特点，广泛应用于钢铁、化工、运输、港口等行业。使用的钢丝绳品种有磷化涂层钢丝绳、镀锌钢丝绳、不锈钢丝绳和光面钢丝绳。钢丝绳索具在潮湿或露天环境等工作场所使用时可采用镀锌钢丝绳为原料，以增强防锈性能。钢丝绳索具除外层钢丝的磨损外，主要因绕过吊钩和被吊物时反复弯曲引起金属疲劳而逐渐折断，因此吊钩或被吊物与钢丝绳直径的比值是决定钢丝绳索具使用寿命的重要因素。钢丝绳索具表面层的磨损、腐蚀程度或每个拧距内断丝数超过规定值时应予报废。钢丝绳索具主要用在吊运,拉运等需要高强度线绳的运输中，在使用过程中被吊物下严禁站人或在物体上经过。起重机械的总体设计不允许钢丝绳套具有无限长的寿命。

当钢丝绳绳套端或其附近出现断丝时，即使数量很少也表明该部位应力很高，可能是由于绳端安装不正确造成的，应查明损坏原因。如果绳长允许，应将断丝的部位切去重新合理安装。

如果断丝紧靠一起形成局部聚集，则钢丝绳套应报废。如这种断丝聚集在小于6d的绳长范围内，或者集中在任一支绳股里，那么，即使断丝数比表列的数值少，钢丝绳套也应予报废。

在某些使用场合，疲劳是引起钢丝绳索具损坏的主要原因，断丝则是在使用一个时期以后才开始出现，但断丝数逐渐增加，其时间间隔越来越短。在此情况下，为了判定断丝的增加率，应仔细检验并记录断丝增加情况。判明这个“规律”可用来确定钢丝绳索具未来报废的日期。

如果出现整根绳股的断裂，则钢丝绳索具应报废。当钢丝绳索具的纤维芯损坏或钢芯(或多层结构中的内部绳股)断裂而造成绳径显著减小时，钢丝绳索具应报废。

由于强度高、自重轻、柔韧性好、耐冲击、安全可靠(破坏有前兆，总是从断丝开始，极少出现整根绳突然断裂)，广泛应用于起重机的各工作机构中。钢丝绳的破坏会导致严重后果，所以钢丝绳既是起重机械的重要零件之一，也是保证起重作业安全的关键。由多层钢丝捻成股，再以绳芯为中心，由一定数量的一层或多层股捻绕成螺旋状。钢丝是碳素钢或合金钢通过冷拉或冷轧而成的圆形(或异形)丝材，具有很高的强度(抗拉强度为1 400～2 000MPa)、韧性(根据耐弯折次数分为特级、Ⅰ级、Ⅱ级)，并根据使用条件不同可对钢丝表面进行防腐处理(一般场合可用光面钢丝，在腐蚀条件下可用镀锌钢丝，分甲、乙、丙三级)。绳芯采用有机纤维(如麻、棉)、合成纤维、石棉芯(高温条件)或软金属等材料，用来增加钢丝绳的弹性和韧性，储油润滑钢丝，减轻摩擦。

压实股钢丝绳，就是在普通股基础上，将股绳拉拔或辊压，将股绳进行一定的压缩。压实股钢丝绳比普通股钢丝绳使用寿命长一些，但是，压实股钢丝绳比较硬，需要使用更大直径的滑轮，矿山钢丝绳方面使用效果不错，向电梯钢丝绳之类，受使用空间限制需要使用小直径变向滑轮，则完全不适用。目前而言，锰系磷化涂层钢丝绳是使用寿命最长的品种，仅供参考。常用钢丝绳有磷化涂层钢丝绳、镀锌钢丝绳、不锈钢丝绳或涂塑钢丝绳。起重机用户需要高质量的钢丝绳，应该就是使用寿命长且质量高度稳定可靠的钢丝绳。大气环境中使用的钢丝绳，造成钢丝绳失效的主要原因是微动疲劳，目前，世界钢丝绳领域第一次针对微动疲劳采取防治措施是专利技术生产的磷化涂层钢丝绳，制绳钢丝经过锰系磷化或锌锰系处理，钢丝表面耐磨性耐蚀性全面提升。

不易磨损和不易腐蚀使钢丝绳疲劳寿命超大幅度提升，疲劳寿命是同结构光面钢丝绳的三倍（试验室可比条件下），可通过疲劳试验进行验证，如果自己有疲劳试验机就自己做对比试验，这样的试验结果最可信，钢丝绳使用寿命与疲劳寿命成正比关系，疲劳寿命长则使用寿命同比例延长。磷化涂层钢丝绳比光面钢丝绳使用寿命长，使用成本更低，稳定性更佳，磷化涂层钢丝绳是专利技术生产的，因为供不应求目前比较难买，需要多询问几个钢丝绳生产商，采购时请注意，在购货发票必须注明钢丝绳名称，如磷化涂层钢丝绳，防范不法企业侵害自身合法权益，另外，专利产品一般在钢丝绳外包装上有专利号喷涂标注，质保书应有主要技术指标，如磷化膜种类和膜重（磷化膜膜重大小、耐磨性、耐蚀性等对钢丝绳使用寿命有重要影响）。